Uncovering the brain's biggest secret - Melanie E. Peffer

Tłumaczenie: Inga Prusakiewicz Korekta: Rysia Wand

In the late 1860s, scientists believed they were on the verge

Pod koniec lat 60. XIX wieku naukowcy wierzyli, że są na skraju

of uncovering the brain’s biggest secret.

odkrycia największego sekretu mózgu.

They already knew the brain controlled the body through electrical impulses.

Wiedzieli już, że mózg kontroluje ciało przez impulsy elektryczne.

The question was, how did these signals travel through the body

Zastanawiano się jednak, jak te sygnały przemieszczają się po ciele,

without changing or degrading?

nie ulegając zmianom czy degradacji?

It seemed that perfectly transmitting these impulses

Wydawało się, że doskonały transport impulsów

would require them to travel uninterrupted along some kind of tissue.

wymaga nieprzerwanej podróży wzdłuż jakiegoś rodzaju tkanki.

This idea, called reticular theory,

Ta koncepcja, zwana teorią siatkową, [teoria siatkowa]

imagined the nervous system as a massive web of tissue

przedstawiała system nerwowy jako rozległą sieć tkanek,

that physically connected every nerve cell in the body.

która fizycznie łączy wszystkie komórki nerwowe organizmu.

Reticular theory captivated the field with its elegant simplicity.

Teorię siatkową przyjęto z zachwytem dzięki jej eleganckiej prostocie.

But soon, a young artist would cut through this conjecture,

Lecz wkrótce młody artysta zdoła obalić to przypuszczenie

and sketch a bold new vision of how our brains work.

i naszkicuje śmiałą, nową wizję funkcjonowania mózgu.

60 years before reticular theory was born,

60 lat przed narodzinami teorii siatkowej

developments in microscope technology

rozwój technologii mikroskopowej

revealed cells to be the building blocks of organic tissue.

ujawnił, że komórki są budulcem tkanki organicznej.

This finding was revolutionary,

To odkrycie było rewolucyjne,

but early microscopes struggled to provide additional details.

ale wczesne mikroskopy miały problem z dostarczeniem dodatkowych szczegółów.

The technology was especially challenging for researchers studying the brain.

Technika utrudniała zwłaszcza badania nad mózgiem.

Soft nervous tissue was delicate and difficult to work with.

Miękka tkanka nerwowa była delikatna, trudna w obróbce.

And even when researchers were able to get it under the microscope,

Nawet jeśli udało się ją umieścić pod mikroskopem,

the tissue was so densely packed it was impossible to see much.

jej gęsta budowa nie dawała wiele zobaczyć.

To improve their view,

Żeby poprawić widoczność,

scientists began experimenting with special staining techniques

naukowcy zaczęli eksperymentować ze specjalną techniką barwienia,

designed to provide clarity through contrast.

która miała zapewnić przejrzystość przez wydobycie kontrastu.

The most effective came courtesy of Camillo Golgi in 1873.

Najlepszy rezultat osiągnął Camillo Golgi w 1873 roku.

First, Golgi hardened the brain tissue with potassium bichromate

Najpierw utwardził tkankę mózgową dichromianem potasu,

to prevent cells from deforming during handling.

żeby zapobiec deformacjom komórki podczas użycia.

Then he doused the tissue in silver nitrate,

Potem zalał tkankę azotanem srebra,

which visibly accumulated in nerve cells.

który wyraźnie gromadził się w komórkach nerwowych.

Known as the “black reaction,”

Znana jako “czarna reakcja”,

Golgi’s Method finally allowed researchers to see the entire cell body

metoda Golgiego pozwoliła naukowcom zobaczyć całe ciało komórkowe,

of what would later be named the neuron.

które później zostanie nazwane neuronem.

The stain even highlighted the fibrous branches

Barwnik uwydatnił nawet włókniste gałęzie

that shot off from the cell in different directions.

rozchodzące się z komórki.

Images of these branches became hazy at the ends,

Obraz gałęzi był jednak rozmyty na krawędziach,

making it difficult to determine exactly how they fit into the larger network.

co utrudniało dokładne określenie, jak łączą się w większe sieci.

But Golgi concluded that these branches connected,

Golgi doszedł jednak do wniosku, że połączone gałęzie

forming a web of tissue comprising the entire nervous system.

tworzą sieć tkanek obejmującą cały układ nerwowy.

14 years later, a young scientist and aspiring artist

14 lat później młody naukowiec i ambitny artysta

named Santiago Ramón y Cajal began to build on Golgi’s work.

Santiago Ramón y Cajal zaczął rozwijać teorię Golgiego.

While writing a book about microscopic imaging,

Pisząc książkę o obrazowaniu mikroskopowym,

he came across a picture of a cell treated with Golgi’s stain.

natknął się na zdjęcie komórki potraktowanej barwnikiem Golgiego.

Cajal was in awe of its exquisite detail— both as a scientist and an artist.

Cajal był zachwycony jego szczegółami zarówno jako naukowiec, jak i artysta.

He soon set out to improve Golgi’s stain even further

Wkrótce postanowił jeszcze bardziej ulepszyć barwnik Golgiego

and create more detailed references for his artwork.

i stworzyć szczegółowe nawiązanie do jego dzieła.

By staining the tissue twice in a specific time frame,

Barwiąc dwukrotnie tkankę w określonym czasie,

Cajal found he could stain a greater number of neurons with better resolution.

Cajal odkrył, że może zabarwić więcej neuronów z dokładniejszą rozdzielczością.

And what these new slides revealed would upend reticular theory—

Uzyskane rezultaty miały obalić teorię siatkową:

the branches reaching out from each nerve cell

gałęzie wychodzące z każdej komórki nerwowej

were not physically connected to any other tissue.

nie łączyły się fizycznie z żadną inną tkanką.

So how were these individual cells transmitting electrical signals?

Jak więc pojedyncze komórki przewodziły sygnały elektryczne?

By studying and sketching them countless times,

Studiując je i szkicując nieskończoną ilość razy,

Cajal developed a bold, new hypothesis.

Cajal opracował odważną, nową hipotezę.

Instead of electrical signals traveling uninterrupted across a network of fibers,

Sygnały elektryczne, zamiast przemieszczać się nieprzerwanie przez sieć włókien,

he proposed that signals were somehow jumping from cell to cell

miały według niego w jakiś sposób przeskakiwać z komórki do komórki

in a linear chain of activation.

w liniowym łańcuchu aktywacji.

The idea that electrical signals could travel this way was completely unheard of

Pomysł, że sygnały elektryczne mogą się w ten sposób przemieszczać,

był kompletnie nowatorski, gdy Cajal przedstawił go w roku 1889.

when Cajal proposed it in 1889.

However his massive collection of drawings supported his hypothesis from every angle.

Jednak jego ogromny zbiór rysunków

zdołał zilustrować hipotezę pod każym względem.

And in the mid-1900s, electron microscopy further supported this idea

W połowie XX wieku mikroskopia elektronowa również wsparła ten pomysł

by revealing a membrane around each nerve cell

dzięki odkryciu błony otaczającej każdą komórkę nerwową

keeping it separate from its neighbors.

i odseparowaniu jej od reszty komórek.

This formed the basis of the “neuron doctrine,”

Stanowiło to podstawę “doktryny neuronowej”,

which proposed the brain’s tissue was made up of many discrete cells,

która zakładała, że tkanka mózgowa składa się z wielu odrębnych komórek,

instead of one connected tissue.

zamiast jednej połączonej tkanki.

The neuron doctrine laid the foundation for modern neuroscience,

Doktryna neuronowa stała się fundamentem dla nowoczesnej neuronauki,

and allowed later researchers to discover that electrical impulses

co pozwoliło późniejszym badaczom odkryć, że impulsy elektryczne

are constantly converted between chemical and electrical signals

są stale przetwarzane z sygnałów chemicznych na elektryczne,

as they travel from neuron to neuron.

gdy przemieszczają się między neuronami.

Both Golgi and Cajal received the Nobel Prize

Zarówno Golgi jak i Cajal otrzymali Nagrodę Nobla

for their separate, but shared discoveries,

za oddzielne odkrycia w tej samej dziedzinie,

and researchers still apply their theories and methods today.

a opracowane przez nich teorie i metody są wciąż wykorzystywane przez naukowców.

In this way, their legacies remain connected as discrete elements

W ten sposób ich spuścizny się łączą jako odrębne elementy

in a vast network of knowledge.

w rozległej sieci wiedzy.